Thèse Biomécanique Cellulaire par Pince Optique et Microscopie de Fluorescence H/F - Doctorat_Gouv

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique
École doctorale : Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering
Laboratoire de recherche : Laboratoire Charles Fabry
Direction de la thèse : Nathalie WESTBROOK ORCID 0000000161459067
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-05T23:59:59

Les cellules vivantes sont soumises à de nombreuses forces mécaniques qui régulent leur comportement, et leur perturbation entraîne de nombreuses pathologies telles que la formation de cicatrices gliales suite à des lésions neuronales, la formation de plaques d'athérosclérose ou la croissance tumorale. La lumière est utilisée à la fois pour agir mécaniquement sur les cellules vivantes, via une bille fixée à la membrane et manipulée par une pince optique, et pour surveiller les changements de conformation de la vinculine, la protéine impliquée dans l'adhésion cellulaire à la bille, en utilisant la fluorescence. Le signal de fluorescence connu sous le nom de FRET (pour Förster Resonance Energy Transfer), résulte d'un transfert d'excitation entre deux fluorophores insérés entre les extrémités de la protéine vinculine. Ce projet de thèse s'inscrira dans la voie ouverte par Camille Dubois, doctorante ayant soutenu sa thèse en décembre 2024 : elle a mis en place l'expérience de mesure FRET combinée à la pince optique (Camille Dubois et al, JBO 2023 + article soumis en 2025 déposé sur BioRxiv). Profitant de son séjour aux États-Unis en septembre/octobre 2023, elle a développé une lignée cellulaire stable de cellules fibroblastes, marquées avec des protéines fluorescentes, et a ensuite pu effectuer les premières mesures sur des billes de 6m créant des adhésions focales sur les cellules. Elle a continué ces mesures sur le montage du LCF et a appliqué la force à l'aide d'une pince optique en plus de la mesure FRET. Des résultats très intéressants ont été obtenus en 2024, prouvant la pertinence de la méthode pour répondre à cette question biologique. Pour ce nouveau projet de thèse, l'objectif est d'approfondir les applications biologiques, en utilisant des contrôles biologiques tels que les cellules avec de la vinculine inactivée et en explorant plus largement les paramètres d'interaction : position de la bille sur la cellule, diamètre, fonctionnalisation, puissance laser. Le/la doctorant(e) contribuera aux résultats scientifiques du projet, et acquerra des compétences variées dans l'expérimentation, la culture et la transfection cellulaires, la microscopie optique et l'analyse d'images. Des connaissances préalables dans tous ces domaines ne sont pas requises, mais il faudra être enthousiaste pour s'y lancer. Le projet comportera également du développement expérimental, afin de permettre un contrôle plus automatisé de la configuration optique et de l'analyse des images, éventuellement par des méthodes d'intelligence artificielle.

Les cellules vivantes sont soumises à de nombreuses forces mécaniques qui régulent leur comportement, et leur dérèglement conduit à de nombreuses pathologies telles que la formation de cicatrices gliales à la suite d'une lésion neuronale, la formation de plaques d'athérosclérose ou la croissance de tumeur. L'optique permet d'étudier ces processus à l'échelle d'une cellule de façon localisée sur la membrane.

L'objectif est d'utiliser la combinaison pince optique et fluorescence pour corréler la force externe appliquée sur une cellule vivante à la force interne exercée au niveau des adhésions focales qui relient la cellule à son substrat.

pince optique et microscopie de fluorescence

Des connaissances préalables en instrumentation optique et analyse d'images sont recommandées, et la volonté de s'impliquer dans les aspects biologiques (culture cellulaire, transfection) est également importante.